git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/movepick.cpp

   1 /*
   2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
   4   Copyright (C) 2008-2013 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
   5
   6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   9   (at your option) any later version.
  10
  11
  12   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
  13   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15   GNU General Public License for more details.
  16
  17   You should have received a copy of the GNU General Public License
  18   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  19 */
  20
  21 #include <cassert>
  22
  23 #include "movepick.h"
  24 #include "thread.h"
  25
  26 namespace {
  27
  28   enum Sequencer {
  29     MAIN_SEARCH, CAPTURES_S1, KILLERS_S1, QUIETS_1_S1, QUIETS_2_S1, BAD_CAPTURES_S1,
  30     EVASION,     EVASIONS_S2,
  31     QSEARCH_0,   CAPTURES_S3, QUIET_CHECKS_S3,
  32     QSEARCH_1,   CAPTURES_S4,
  33     PROBCUT,     CAPTURES_S5,
  34     RECAPTURE,   CAPTURES_S6,
  35     STOP
  36   };
  37
  38   // Our insertion sort, guaranteed to be stable, as is needed
  39   void insertion_sort(MoveStack* begin, MoveStack* end)
  40   {
  41     MoveStack tmp, *p, *q;
  42
  43     for (p = begin + 1; p < end; ++p)
  44     {
  45         tmp = *p;
  46         for (q = p; q != begin && *(q-1) < tmp; --q)
  47             *q = *(q-1);
  48         *q = tmp;
  49     }
  50   }
  51
  52   // Unary predicate used by std::partition to split positive scores from remaining
  53   // ones so to sort separately the two sets, and with the second sort delayed.
  54   inline bool has_positive_score(const MoveStack& ms) { return ms.score > 0; }
  55
  56   // Picks and moves to the front the best move in the range [begin, end),
  57   // it is faster than sorting all the moves in advance when moves are few, as
  58   // normally are the possible captures.
  59   inline MoveStack* pick_best(MoveStack* begin, MoveStack* end)
  60   {
  61       std::swap(*begin, *std::max_element(begin, end));
  62       return begin;
  63   }
  64 }
  65
  66
  67 /// Constructors of the MovePicker class. As arguments we pass information
  68 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  69 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  70 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  71 /// move ordering is at the current node.
  72
  73 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h, const Refutations& r,
  74                        Search::Stack* s, Value beta) : pos(p), Hist(h), depth(d) {
  75
  76   assert(d > DEPTH_ZERO);
  77
  78   captureThreshold = 0;
  79   cur = end = moves;
  80   endBadCaptures = moves + MAX_MOVES - 1;
  81   ss = s;
  82
  83   if (p.checkers())
  84       phase = EVASION;
  85
  86   else
  87   {
  88       phase = MAIN_SEARCH;
  89
  90       killers[0].move = ss->killers[0];
  91       killers[1].move = ss->killers[1];
  92       Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
  93       killers[2].move = r[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
  94
  95       // Consider sligtly negative captures as good if at low depth and far from beta
  96       if (ss && ss->staticEval < beta - PawnValueMg && d < 3 * ONE_PLY)
  97           captureThreshold = -PawnValueMg;
  98
  99       // Consider negative captures as good if still enough to reach beta
 100       else if (ss && ss->staticEval > beta)
 101           captureThreshold = beta - ss->staticEval;
 102   }
 103
 104   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 105   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 106 }
 107
 108 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
 109                        Square sq) : pos(p), Hist(h), cur(moves), end(moves) {
 110
 111   assert(d <= DEPTH_ZERO);
 112
 113   if (p.checkers())
 114       phase = EVASION;
 115
 116   else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
 117       phase = QSEARCH_0;
 118
 119   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
 120   {
 121       phase = QSEARCH_1;
 122
 123       // Skip TT move if is not a capture or a promotion, this avoids qsearch
 124       // tree explosion due to a possible perpetual check or similar rare cases
 125       // when TT table is full.
 126       if (ttm && !pos.is_capture_or_promotion(ttm))
 127           ttm = MOVE_NONE;
 128   }
 129   else
 130   {
 131       phase = RECAPTURE;
 132       recaptureSquare = sq;
 133       ttm = MOVE_NONE;
 134   }
 135
 136   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 137   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 138 }
 139
 140 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const History& h, PieceType pt)
 141                        : pos(p), Hist(h), cur(moves), end(moves) {
 142
 143   assert(!pos.checkers());
 144
 145   phase = PROBCUT;
 146
 147   // In ProbCut we generate only captures better than parent's captured piece
 148   captureThreshold = PieceValue[MG][pt];
 149   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 150
 151   if (ttMove && (!pos.is_capture(ttMove) ||  pos.see(ttMove) <= captureThreshold))
 152       ttMove = MOVE_NONE;
 153
 154   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 155 }
 156
 157
 158 /// score() assign a numerical move ordering score to each move in a move list.
 159 /// The moves with highest scores will be picked first.
 160 template<>
 161 void MovePicker::score<CAPTURES>() {
 162   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 163   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 164   // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
 165   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 166   // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
 167   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 168   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 169   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 170   // the subtree size.
 171   // In main search we want to push captures with negative SEE values to
 172   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay till when
 173   // the move has been picked up in pick_move_from_list(), this way we save
 174   // some SEE calls in case we get a cutoff (idea from Pablo Vazquez).
 175   Move m;
 176
 177   for (MoveStack* it = moves; it != end; ++it)
 178   {
 179       m = it->move;
 180       it->score =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 181                  - type_of(pos.piece_moved(m));
 182
 183       if (type_of(m) == PROMOTION)
 184           it->score += PieceValue[MG][promotion_type(m)] - PieceValue[MG][PAWN];
 185
 186       else if (type_of(m) == ENPASSANT)
 187           it->score += PieceValue[MG][PAWN];
 188   }
 189 }
 190
 191 template<>
 192 void MovePicker::score<QUIETS>() {
 193
 194   Move m;
 195
 196   for (MoveStack* it = moves; it != end; ++it)
 197   {
 198       m = it->move;
 199       it->score = Hist[pos.piece_moved(m)][to_sq(m)];
 200   }
 201 }
 202
 203 template<>
 204 void MovePicker::score<EVASIONS>() {
 205   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if destination square
 206   // is not under attack, ordered by history value, then bad-captures and quiet
 207   // moves with a negative SEE. This last group is ordered by the SEE score.
 208   Move m;
 209   int seeScore;
 210
 211   for (MoveStack* it = moves; it != end; ++it)
 212   {
 213       m = it->move;
 214       if ((seeScore = pos.see_sign(m)) < 0)
 215           it->score = seeScore - History::Max; // At the bottom
 216
 217       else if (pos.is_capture(m))
 218           it->score =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 219                      - type_of(pos.piece_moved(m)) + History::Max;
 220       else
 221           it->score = Hist[pos.piece_moved(m)][to_sq(m)];
 222   }
 223 }
 224
 225
 226 /// generate_next() generates, scores and sorts the next bunch of moves, when
 227 /// there are no more moves to try for the current phase.
 228
 229 void MovePicker::generate_next() {
 230
 231   cur = moves;
 232
 233   switch (++phase) {
 234
 235   case CAPTURES_S1: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4: case CAPTURES_S5: case CAPTURES_S6:
 236       end = generate<CAPTURES>(pos, moves);
 237       score<CAPTURES>();
 238       return;
 239
 240   case KILLERS_S1:
 241       cur = killers;
 242       end = cur + 3;
 243       return;
 244
 245   case QUIETS_1_S1:
 246       endQuiets = end = generate<QUIETS>(pos, moves);
 247       score<QUIETS>();
 248       end = std::partition(cur, end, has_positive_score);
 249       insertion_sort(cur, end);
 250       return;
 251
 252   case QUIETS_2_S1:
 253       cur = end;
 254       end = endQuiets;
 255       if (depth >= 3 * ONE_PLY)
 256           insertion_sort(cur, end);
 257       return;
 258
 259   case BAD_CAPTURES_S1:
 260       // Just pick them in reverse order to get MVV/LVA ordering
 261       cur = moves + MAX_MOVES - 1;
 262       end = endBadCaptures;
 263       return;
 264
 265   case EVASIONS_S2:
 266       end = generate<EVASIONS>(pos, moves);
 267       if (end > moves + 1)
 268           score<EVASIONS>();
 269       return;
 270
 271   case QUIET_CHECKS_S3:
 272       end = generate<QUIET_CHECKS>(pos, moves);
 273       return;
 274
 275   case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT: case RECAPTURE:
 276       phase = STOP;
 277   case STOP:
 278       end = cur + 1; // Avoid another next_phase() call
 279       return;
 280
 281   default:
 282       assert(false);
 283   }
 284 }
 285
 286
 287 /// next_move() is the most important method of the MovePicker class. It returns
 288 /// a new pseudo legal move every time is called, until there are no more moves
 289 /// left. It picks the move with the biggest score from a list of generated moves
 290 /// taking care not returning the ttMove if has already been searched previously.
 291 template<>
 292 Move MovePicker::next_move<false>() {
 293
 294   Move move;
 295
 296   while (true)
 297   {
 298       while (cur == end)
 299           generate_next();
 300
 301       switch (phase) {
 302
 303       case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT:
 304           cur++;
 305           return ttMove;
 306
 307       case CAPTURES_S1:
 308           move = pick_best(cur++, end)->move;
 309           if (move != ttMove)
 310           {
 311               assert(captureThreshold <= 0); // Otherwise we cannot use see_sign()
 312
 313               if (pos.see_sign(move) >= captureThreshold)
 314                   return move;
 315
 316               // Losing capture, move it to the tail of the array
 317               (endBadCaptures--)->move = move;
 318           }
 319           break;
 320
 321       case KILLERS_S1:
 322           move = (cur++)->move;
 323           if (    move != MOVE_NONE
 324               &&  pos.is_pseudo_legal(move)
 325               &&  move != ttMove
 326               && !pos.is_capture(move))
 327               return move;
 328           break;
 329
 330       case QUIETS_1_S1: case QUIETS_2_S1:
 331           move = (cur++)->move;
 332           if (   move != ttMove
 333               && move != killers[0].move
 334               && move != killers[1].move
 335               && move != killers[2].move)
 336               return move;
 337           break;
 338
 339       case BAD_CAPTURES_S1:
 340           return (cur--)->move;
 341
 342       case EVASIONS_S2: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4:
 343           move = pick_best(cur++, end)->move;
 344           if (move != ttMove)
 345               return move;
 346           break;
 347
 348       case CAPTURES_S5:
 349            move = pick_best(cur++, end)->move;
 350            if (move != ttMove && pos.see(move) > captureThreshold)
 351                return move;
 352            break;
 353
 354       case CAPTURES_S6:
 355           move = pick_best(cur++, end)->move;
 356           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 357               return move;
 358           break;
 359
 360       case QUIET_CHECKS_S3:
 361           move = (cur++)->move;
 362           if (move != ttMove)
 363               return move;
 364           break;
 365
 366       case STOP:
 367           return MOVE_NONE;
 368
 369       default:
 370           assert(false);
 371       }
 372   }
 373 }
 374
 375
 376 /// Version of next_move() to use at split point nodes where the move is grabbed
 377 /// from the split point's shared MovePicker object. This function is not thread
 378 /// safe so must be lock protected by the caller.
 379 template<>
 380 Move MovePicker::next_move<true>() { return ss->splitPoint->movePicker->next_move<false>(); }